RNA-Strukturvergleiche, Teil I: Sankoff-basierte Ansätze für strukturelle Ausrichtungen

Die gleichzeitige Ausrichtung und Vorhersage der Sekundärstruktur von RNA-Sequenzen wird oft als "RNA-Strukturvergleiche" bezeichnet. Eine Klasse von Methoden für strukturelle Ausrichtungen basiert auf den Prinzipien, die vor mehr als 25 Jahren von Sankoff vorgeschlagen wurden. Der Sankoff-Algorithmus faltet und richtet zwei oder mehr Sequenzen gleichzeitig aus. Der Vorteil dieses Algorithmus im Vergleich zu denjenigen, die die Faltungs- und Ausrichtungsschritte trennen, besteht darin, dass er bessere Vorhersagen trifft. Der Nachteil ist, dass er langsamer ist und mehr Computerressourcen benötigt. Die Menge an Rechenressourcen, die benötigt werden, um den Sankoff-Algorithmus auszuführen, ist so hoch, dass es mehr als ein Jahrzehnt dauerte, bis die erste Implementierung eines Sankoff-Algorithmus veröffentlicht wurde. Mit den schnelleren Computern von heute und den verbesserten Heuristiken in den Implementierungen sind die Sankoff-basierten Methoden jedoch praktikabel geworden. Dieses Kapitel beschreibt die Methoden, die auf dem Sankoff-Algorithmus basieren. Alle praktischen Implementierungen des Algorithmus verwenden Heuristiken, um sie in angemessener Zeit und mit einem akzeptablen Speicherverbrauch auszuführen. Diese Heuristiken werden ebenfalls in diesem Kapitel beschrieben.